DE10236181A1

DE10236181A1 - Toner für die elektrostatische Entwicklung von Bildern

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Publication number: DE10236181A1
Application number: DE10236181A
Authority: DE
Inventors: Hidenori Tachi; Yasuyuki Tamane; Koji Akiyama; Hiroyuki Kawaji
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2003-03-06
Also published as: US20030073018A1; US6835518B2

Abstract

Ein Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, umfassend einen Polyester mit hohem Erweichungspunkt mit einem Erweichungspunkt von 120 DEG C oder mehr und 170 DEG C oder weniger; einen Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt mit einem Erweichungspunkt von 80 DEG C oder mehr und weniger als 120 DEG C und ein Verbundoxid von zwei oder mehr Metallen, wobei das Verbundoxid eine spezifische Oberfläche nach BET von 7 m·2·/g oder mehr aufweist. Der Toner ist zur Entwicklung eines in der Elektrophotographie, in elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren oder in elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen gebildeten Latentbilds geeignet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, der zur Entwicklung eines in der Elektrophotographie, in elektrostatischen Aufzeichnungsverfahren oder elektrostatischen Druckverfahren oder dergleichen gebildeten Latentbilds geeignet ist.

Wenn Toner z. B. auf Papier oder dergleichen fixiert werden, wird ein Heißwalzenfixierverfahren im Allgemeinen im Hinblick auf thermische Effizienz verwendet, aber es ist wahrscheinlich, dass ein Offset-Phänomen bewirkt wird. Zusätzlich sind eine Verringerung der niedrigsten Fixiertemperatur und eine Verbreiterung des Temperaturbereichs der Fixierung zur Energieeinsparung erforderlich, und dabei ist in starkem Maße die Entwicklung von Tonern erwünscht, die ausgezeichneter in der Haltbarkeit sind, d. h. Toner ohne Verunreinigung einer Fixierwalze nach Langzeitverwendung.

Herkömmlich wurden zur Verbesserung der Offset-Beständigkeit Maßnahmen versucht, die die Hardware betreffen, wie ein Verfahren, umfassend Beschichten einer Oberfläche einer Fixierwalze mit einem Siliconkautschuk oder einem Fluorharz und Aufbringen eines Trennmittels, wie ein Siliconöl, und jene, die die Software, wie Tonermaterialien, betreffen, wie ein Verfahren des Vermischens von Polyestern mit unterschiedlichen Erweichungspunkten (japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei 4-362956 (entspricht U.S.-Patent Nr. 5,234,787)); und ein Verfahren der Zugabe eines mehrwertigen Metallsalzes (japanische Offenlegungsschrift Nr. Sho 59-29256). Jedoch ist bei den Maßnahmen in Bezug auf das erstgenannte Verfahren eine größere Vorrichtung erforderlich, und ein ausreichender Temperaturbereich der Fixierung kann bei den Maßnahmen, die die letztgenannten Verfahren betreffen, nicht erhalten werden. Zusätzlich kann in keinem der Fälle ausreichende Haltbarkeit erhalten werden, so dass eine weitere Verbesserung angesichts der gegenwärtigen Forderungen an Miniaturisierung und höherer Geschwindigkeit gewünscht ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Toner für elektrostatische Bildentwicklung bereitzustellen, der einen breiten Temperaturbereich der Fixierung und eine geringe niedrigste Fixiertemperatur aufweist und der ausgezeichnet in der Haltbarkeit ist.

Diese und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung deutlich erkennbar.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, umfassend:
einen Polyester mit hohem Erweichungspunkt mit einem Erweichungspunkt von 120°C oder mehr und 170°C oder weniger;
einen Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt mit einem Erweichungspunkt von 80°C oder mehr und weniger als 120°C; und
ein Verbundoxid von zwei oder mehr Metallen, wobei das Verbundoxid eine spezifische Oberfläche nach BET von 7 m²/g oder mehr aufweist.
Eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Toner zwei Polyester mit unterschiedlichen Erweichungspunkten und ein Verbundoxid mit einer bestimmten spezifischen Oberfläche nach BET umfasst. Insbesondere wird durch Mischen der Polyester und des Verbundoxids mit einer bestimmten spezifischen Oberfläche nach BET eine bestimmte Reaktion zwischen den Polyestern und dem Verbundoxid bewirkt, obwohl die Ursache dafür unklar ist. Daher kann eine Verringerung des Erweichungspunkts durch Kneten unterdrückt werden. Weiterhin kann die Schmelzviskosität verbessert und der Temperaturbereich der Fixierung drastisch verbreitert werden, indem zwei Polyester mit unterschiedlichen Erweichungspunkten verwendet werden, so dass Offset und Tonerhaftung an eine Fixierwalze deutlich unterdrückt sind.
Zusätzlich weist das Verbundoxid selbst eine schwarze Farbe auf, so dass das Verbundoxid auch als schwarzes Farbmittel als Ersatz für Ruß dient.
Als Ausgangsmonomere für Polyester werden bekannte zweiwertige oder höher mehrwertige Alkoholbestandteile und bekannte Carbonsäurebestandteile, wie Dicarbonsäuren oder höhere Polycarbonsäuren, Carbonsäureanhydride und Carbonsäureester, verwendet.
Der zweiwertige Alkoholbestandteil kann eine Verbindung der Formel (I) einschließen:

in der R ein Alkylenrest mit 2 oder 3 Kohlenstoffatomen ist; x und y eine positive Zahl sind; und die Summe von x und y 1 bis 16, vorzugsweise 1,5 bis 5,0, ist, einschließlich zum Beispiel Alkylen(2 bis 3 Kohlenstoffatome)oxid-Addukte von Bisphenol A, wie Polyoxypropylen(2.2)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und Polyoxyethylen(2.0)-2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propan und dergleichen; Ethylenglycol, 1,2-Propylenglycol, 1,4-Butandiol, Neopentylglycol, Polyethylenglycol, Polypropylenglycol und hydriertes Bisphenol A und dergleichen.
Der dreiwertige oder höher mehrwertige Alkohol schließt zum Beispiel Sorbit, Pentaerythrit, Glycerin und Trimethylolpropan und dergleichen ein.
Sowohl in dem Polyester mit hohem Erweichungspunkt als auch in dem Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt ist im Hinblick auf die triboelektrische Ladungsfähigkeit als auch im Hinblick auf die Haltbarkeit bevorzugt, dass der Hauptbestandteil des Alkoholbestandteils die Verbindung der Formel (I) ist. Der Gehalt der Verbindung der Formel (I) beträgt vorzugsweise 5 mol-% oder mehr, stärker bevorzugt 50 mol-% oder mehr, insbesondere bevorzugt 100 mol-%, des Alkoholbestandteils.
Ebenfalls schließt der Dicarbonsäurebestandteil aliphatische Carbonsäuren, wie Oxalsäure, Malonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Glutaconsäure, Bernsteinsäure und Adipinsäure; eine substituierte Bernsteinsäure, wobei der Substituent ein Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Alkenylrest mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, wie Dodecenylbernsteinsäure und Octylbernsteinsäure; aromatische Dicarbonsäuren, wie Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure; und Säureanhydride davon und Alkyl(1 bis 3 Kohlenstoffatome)ester davon; und dergleichen ein.
Der Tricarbonsäure- oder höhere Polycarbonsäurebestandteil schließt zum Beispiel 1,2,4-Benzoltricarbonsäure (Trimellithsäure), 2,5,7-Naphthalintricarbonsäure, Pyromellithsäure, Säureanhydride und Niederalkyl(1 bis 3 Kohlenstoffatome)ester davon und dergleichen ein.
Hier ist der Polyester mit hohem Erweichungspunkt vorzugsweise ein vernetztes Harz, stärker bevorzugt ein Harz, erhalten unter Verwendung von Monomeren, die ein dreiwertiges oder höher mehrwertiges Monomer umfassen. Der Gehalt des dreiwertigen oder höher mehrwertigen Monomers beträgt vorzugsweise 0,05 bis 40 mol-%, stärker bevorzugt 1 bis 35 mol-%, insbesondere bevorzugt 3 bis 30 mol-%, des gesamten Monomers für den Polyester mit hohem Erweichungspunkt.
Der Polyester kann zum Beispiel durch Polykondensation eines Alkoholbestandteils mit einem Carbonsäurebestandteil bei einer Temperatur von 180°C bis 250°C in einer Inertgasatmosphäre unter Verwendung eines Veresterungskatalysators, falls gewünscht, hergestellt werden.
Der erfindungsgemäße Polyester umfasst den Polyester mit hohem Erweichungspunkt und den Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt. Der Polyester mit hohem Erweichungspunkt weist einen Erweichungspunkt von 120°C oder mehr und 170°C oder weniger, vorzugsweise 130 bis 170°C, stärker bevorzugt 135 bis 155°C, auf. Der Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt weist einen Erweichungspunkt von 80°C oder mehr und weniger als 120°C, vorzugsweise 90 bis 115°C, stärker bevorzugt 95 bis 110°C, auf.
Der Unterschied in den Erweichungspunkten zwischen dem Polyester mit hohem Erweichungspunkt und dem Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt beträgt vorzugsweise 10°C oder mehr, stärker bevorzugt 20 bis 80°C, insbesondere bevorzugt 30 bis 60°C.
In der vorliegenden Erfindung sind sowohl der Polyester mit hohem Erweichungspunkt als auch der Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt vorzugsweise amorphe Polyester, und der Unterschied zwischen dem Erweichungspunkt und dem Glasübergangspunkt beträgt vorzugsweise 20°C oder mehr, stärker bevorzugt 30 bis 100°C.
Der Erweichungspunkt und der Glasübergangspunkt des Polyesters können durch die Monomerzusammensetzung, den Vernetzungsgrad, das Molekulargewicht und dergleichen eingestellt werden.
Vorzugsweise weist der Polyester eine Säurezahl von 1 bis 80 mg KOH/g auf, unabhängig davon ob der Polyester ein Polyester mit hohem Erweichungspunkt oder ein Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt ist. Insbesondere bei positiv zu ladenden Tonern weist der Polyester eine Säurezahl von vorzugsweise 1 bis 20 mg KOH/g, stärker bevorzugt 3 bis 10 mg KOH/g auf. Ebenfalls weist bei negativ zu ladenden Tonern der Polyester eine Säurezahl von vorzugsweise 10 bis 80 mg KOH/g auf. Ebenfalls weist der Polyester eine Hydroxylzahl von 5 bis 60 mg KOH/g, vorzugsweise 10 bis 50 mg KOH/g, auf.
Das Gewichtsverhältnis des Polyesters mit hohem Erweichungspunkt zum Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt (Polyester mit hohem Erweichungspunkt/Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt) beträgt vorzugsweise 5/95 bis 95/5, stärker bevorzugt 20/80 bis 90/10.
Sowohl der Polyester mit hohem Erweichungspunkt als auch der Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt kann ein Gemisch von mehreren Polyestern sein.
Der Gehalt der Polyester beträgt vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 80 bis 100 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 100 Gew.-%, des Harzbindemittels. Nebenbei bemerkt kann das Harzbindemittel ein Harz, wie Styrol- Acryl-Harz, Epoxyharz, Polycarbonat oder Polyurethan, in geeigneter Menge umfassen.
Das Verbundoxid in der vorliegenden Erfindung muss mindestens 2 Metalle umfassen, um den Schwarzfärbungsgrad des Toners zu erhöhen und die magnetischen Eigenschaften einzustellen. Insbesondere ist bevorzugt, dass mindestens eines, vorzugsweise mindestens zwei der Metalle des Verbundoxids Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Aluminium (Al) oder Silicium (Si) ist. Unter ihnen sind Ti, Mn, Fe, Cu, Mg, Al und Si bevorzugt und Ti, Fe, Mg und Al insbesondere bevorzugt. Das Zusammensetzungsverhältnis der Metalle im Verbundoxid ist nicht besonders beschränkt.
Das Verbundoxid in der vorliegenden Erfindung weist eine spezifische Oberfläche, bestimmt mit dem BET-Verfahren, d. h. eine spezifische Oberfläche nach BET, von 7 m²/g oder mehr, vorzugsweise 10 m²/g oder mehr, stärker bevorzugt 20 m²/g oder mehr, auf. Die spezifische Oberfläche nach BET beträgt vorzugsweise 300 m²/g oder weniger, stärker bevorzugt 200 m²/g oder weniger, insbesondere bevorzugt 100 m²/g oder weniger, im Hinblick auf die Handhabbarkeit und Einstellung des spezifischen Widerstands. Das Verbundoxid weist eine mittlere Teilchengröße von vorzugsweise 5 nm bis 1 µm, stärker bevorzugt 5 bis 500 nm, insbesondere bevorzugt 5 bis 300 nm, im Hinblick auf die Abdeckkraft auf.
Das Verfahren zur Herstellung eines Verbundoxids schließt ein Verfahren, umfassend Bilden eines Kernteilchens mit einem Hauptoxid und Abscheiden eines anderen Oxids auf einer Oberfläche des Hauptoxids (japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-10344), und ein Verfahren der Herstellung eines Verbundoxids, umfassend Sintern mehrerer Oxide (japanische Offenlegungsschrift Nr. Hei 9-25126), und dergleichen ein, ohne besonders darauf beschränkt zu sein.
Das bevorzugte im Handel erhältliche Verbundoxid in der vorliegenden Erfindung schließt "Dye Pyroxide Black Nr. 1" und "Dye Pyroxide Black Nr. 2" (im Handel erhältlich von DAINICHISEIKA COLOR & CHEMICALS MFG. CO., LTD.), "HSB- 603", "HSB 603Rx", "HSB 605" und die K-Reihe, wie "K-002" (im Handel erhältlich von Toda Kogyo Corp.) und die MC-Reihe (im Handel erhältlich von MITSUI MINING & SMELTING CO., LTD.) und dergleichen ein.
Der Gehalt des Verbundoxids beträgt vorzugsweise 30 Gew.-Teile oder weniger, stärker bevorzugt 3 bis 25 Gew.-Teile, insbesondere bevorzugt 6 bis 20 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Harzbindemittels, vorzugsweise bezogen auf 100 Gew.- Teile der Gesamtmenge des Polyesters mit hohem Erweichungspunkt und des Polyesters mit niedrigem Erweichungspunkt, um die Wirkungen der vorliegenden Erfindung effizient zu erhalten. Nebenbei bemerkt kann der Toner Ruß zum Ergänzen des Schwarzfärbungsgrads des Toners enthalten.
Weiterhin kann der erfindungsgemäße Toner in geeigneten Mengen Zusätze, wie Ladungseinstellmittel, Trennmittel, Modifikatoren der elektrischen Leitfähigkeit, Streckmittel, verstärkende Füllstoffe, wie faserförmige Substanzen, Antioxidationsmittel, Antialterungsmittel, Fluiditätsverbesserungsmittel und Mittel zur Verbesserung der Reinigungsfähigkeit, enthalten.
Der erfindungsgemäße Toner ist vorzugsweise ein pulverisierter Toner, hergestellt mit einem Knet- und Pulverisationsverfahren. Zum Beispiel kann der Toner durch homogenes Mischen eines Harzbindemittels, eines Farbmittels und dergleichen in einem Mischer, wie einem Henschel-Mischer oder einer Kugelmühle, danach Schmelzkneten mit einem geschlossenen Knetwerk, Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder, oder einem kontinuierlichen Doppelwalzenknetwerk, Abkühlen, Pulverisieren und Klassieren des Produkts hergestellt werden. Außerdem kann ein Fluiditätsverbesserungsmittel und dergleichen zur Toneroberfläche nach Bedarf gegeben werden. Das Volumenmittel der Teilchengröße des so erhaltenen Toners beträgt vorzugsweise 3 bis 15 µm.
Der erfindungsgemäße Toner weist einen Erweichungspunkt von vorzugsweise 100 bis 160°C, stärker bevorzugt 110 bis 150°C, auf.
Der erfindungsgemäße Toner für elektrostatische Bildentwicklung kann allein als Entwickler verwendet werden, wenn das feine magnetische Materialpulver enthalten ist. In einer anderen Ausführungsform kann der Toner als nicht magnetischer Einkomponentenentwickler verwendet werden oder der Toner mit einem Träger als Zweikomponentenentwickler gemischt werden, wenn das feine magnetische Materialpulver nicht enthalten ist.

BEISPIELE

Spezifische Oberfläche des Verbundoxids nach BET

Die spezifische Oberfläche eines Verbundoxids nach BET wird mit dem Stickstoffabsorptionsverfahren bestimmt.

Erweichungspunkt des Toners

Der Erweichungspunkt bezieht sich auf eine Temperatur, bei der die Hälfte des Harzes ausfließt, gemessen unter Verwendung eines Fließtesters des "Koka"-Typs "CFT- 500D" (im Handel erhältlich von Shimadzu Corporation) (Probe: 1 g, Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung: 6°C/min. Last: 1,96 MPa und Düse: 1 mm Durchmesser × 1 mm).

Erweichungspunkt des Harzes

Der Erweichungspunkt eines Harzes wird mit einem Verfahren gemäß ASTM D36-86 bestimmt.

Glasübergangspunkt des Harzes

Der Glasübergangspunkt eines Harzes wird unter Verwendung eines Differentialscanningkalorimeters "DSC Modell 210" (im Handel erhältlich von Seiko Instruments, Inc.) unter Erhöhen der Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 10°C/min bestimmt.

Säurezahl des Harzes

Die Säurezahl eines Harzes wird mit einem Verfahren gemäß JIS K0070 gemessen.

Harzherstellungsbeispiel 1

Die Ausgangsmonomere wie in Tabelle 1 gezeigt wurden in Gegenwart von Dibutylzinnoxid als Veresterungskatalysator (0,25 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.- Teile der Gesamtmenge der Ausgangsmonomere) unter einem Stickstoffgasstrom unter Rühren der Bestandteile bei 235°C umgesetzt. Man ließ die Reaktion unter Verwendung des Erweichungspunkts, bestimmt mit dem Ring- und Ball-Verfahren, als Endpunkt ablaufen, wobei die Harze A und C bis G erhalten wurden. Der Erweichungspunkt, Glasübergangspunkt und die Säurezahl jedes erhaltenen Harzes sind in Tabelle 1 angegeben.

Harzherstellungsbeispiel 2

Die Ausgangsmonomere wie in Tabelle 1 gezeigt, außer Fumarsäure, wurden 6 Stunden in Gegenwart von Dibutylzinnoxid als Veresterungskatalysator (0,25 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Ausgangsmonomere) unter einem Stickstoffgasstrom unter Rühren der Bestandteile bei 235°C umgesetzt. Die Reaktionstemperatur wurde an dem Punkt, wenn kein weiteres Wasser, das durch die Reaktion gebildet wird, mehr erzeugt wurde, auf 210°C verringert. Fumarsäure und Hydrochinon (0,05 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge der Ausgangsmonomere) wurden zugegeben. Man ließ die Reaktion unter Halten der Temperatur auf 210°C unter Verwendung des Erweichungspunkts, bestimmt mit dem Ring- und Ball-Verfahren, als Endpunkt ablaufen, wobei ein Harz B erhalten wurde. Der Erweichungspunkt, Glasübergangspunkt und die Säurezahl des erhaltenen Harzes sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1

Beispiele A-1 bis A-12 und Vergleichsbeispiele A-1 bis A-7

100 Gew.-Teile eines Harzbindemittels und eines schwarzen Farbmittels wie in Tabelle 2 gezeigt, 2 Gew.-Teile eines Ladungseinstellmittels "BONTRON N-21" (im Handel erhältlich von Orient Chemical Co., Ltd.), 0,5 Gew.-Teile "Copy Charge PSY" (im Handel erhältlich von Clariant Japan K. K.) und 1 Gew.-Teil "Carnauba Wax Nr. 1" (im Handel erhältlich von K. K. Kato Yoko) wurden mit einem Henschel-Mischer vorgemischt. Danach wurde das Gemisch mit einem Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet, abgekühlt, pulverisiert und gesiebt, wobei ein Pulver mit einem Volumenmittel der Teilchengröße von 10 µm erhalten wurde.
Zu 100 Gew.-Teilen des erhaltenen Pulvers wurden 0,3 Gew.-Teile eines hydrophoben Siliciumdioxids "HVK 2150" (im Handel erhältlich von Clariant) mit einem Henschel-Mischer gemischt und aneinander angehaftet, wobei ein Toner erhalten wurde. Der Erweichungspunkt des Toners ist in Tabelle 2 gezeigt.
39 Gew.-Teile des erhaltenen Toners und 1261 Gew.-Teile eines Fluor/Acrylharzbeschichteten Ferritträgers mit einer Sättigungsmagnetisierung von 60 Am²/kg (mittlere Teilchengröße: 110 gm) wurden mit einem Nauta-Mischer gemischt, wobei ein Zweikomponentenentwickler erhalten wurde. Der erhaltene Entwickler wurde den Testbeispielen A-1 und A-2 unterzogen. Tabelle 2
Die spezifischen Oberflächen nach BET und die enthaltenen Hauptmetalle der Verbundoxide, die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendet wurden, sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3

Testbeispiel A-1

Ein Zweikomponentenentwickler wurde in einer Zweikomponenten- Kontaktentwicklervorrichtung "Infoprint 4000 ID3, ID4" (im Handel erhältlich von IBM Japan, Ltd., lineare Geschwindigkeit: 1509 mm/s, Auflösung: 240 dpi, Entwicklungssystem: 3 Magnetwalzen und Selenphotoleiter, Umkehrentwicklung, DUPLEX SYSTEM) aufgebracht. Kontinuierliches Drucken von 100000 Bögen, 250000 Bögen, 500000 Bögen, 1000000 Bögen, 1500000 Bögen oder 2000000 Bögen mit einem Druckmuster mit 25% Schwarzfärbungsverhältnis wurde unter Verwendung einer kontinuierlichen Papierzufuhr mit 11 × 18 Zoll (27,94 cm × 45,72 cm) durchgeführt. Es wurde optisch untersucht, ob Tonerhaftung auf einer Fixierwalze erzeugt wurde oder nicht und dabei die Verunreinigung des fixierten Bilds untersucht. Die Zahl der bedruckten Bögen, in denen eine Bildverunreinigung erzeugt wurde, wurde als Index der Haltbarkeit verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Testbeispiel A-2

Zur Untersuchung der Wärmefixierbarkeit im Einzelnen wurde ein Zweikomponentenentwickler in einem Kopierer eingefüllt (modifizierte Vorrichtung eines Kopierers, im Handel erhältlich von KYOCERA CORPORATION, LS-1550; amorpher Siliciumphotoleiter; Fixierwalze mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 325 mm/s, Einstellungen, um variierbare Temperaturen der Fixierwalze in der Fixiervorrichtung zu haben, und Ölaufbringvorrichtung daraus entfernt). Unter sequentiellem Erhöhen der Temperatur der Fixierwalze von 90 auf 240°C wurde ein Bilddrucken durchgeführt, um die niedrigste Fixiertemperatur und die Temperatur der Erzeugung eines Wärme-Offsets mit den nachstehend beschriebenen Verfahren zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 zusammen mit dem Temperaturbereich der Fixierung gezeigt, der aus dem Unterschied zwischen der niedrigsten Fixiertemperatur und der Temperatur der Erzeugung eines Wärme-Offsets erhalten wird. Je geringer die niedrigste Fixiertemperatur hier ist, umso stärker bevorzugt sind die Toner. Zusätzlich ist unter Berücksichtigung der Wärmeansammlung in der Fixierwalze erforderlich, dass die Temperatur der Erzeugung eines Wärme-Offsets 240°C oder höher ist.

Niedrigste Fixiertemperatur

Die hier verwendete niedrigste Fixiertemperatur bezieht sich auf die Temperatur der Fixierwalze, bei der das Verhältnis zwischen zwei optischen Reflexionsdichten (optische Reflexionsdichte nach Behandlung mit einem Radierer/optische Reflexionsdichte vor Behandlung mit einem Radierer) erstmals 70% übersteigt, wenn ein Sand-Kautschuk-Radierer, an den eine Last von 500 g angelegt ist, wobei der Radierer eine Bodenfläche von 15 mm × 7.5 mm aufweist, fünfmal über das fixierte Bild, das durch die Fixiervorrichtung erhalten wird, rückwärts und vorwärts bewegt wird und die optischen Reflexionsdichten des Bilds vor und nach der Behandlung mit dem Radierer mit einer Reflexionsdichtemessvorrichtung "RD-915", im Handel erhältlich von Macbeth Process Measurements Co., gemessen werden.

Temperatur der Erzeugung eines Wärme-Offsets

Das Drucken eines Bildes wird bei jeder Temperatur durchgeführt und danach wird kontinuierlich leeres Bildübertragungspapier durch die Fixierwalze unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend befördert. Die "Temperatur der Erzeugung eines Wärme- Offsets" bezieht sich auf die Temperatur der Fixierwalze, bei der das erste Mal Tonerstaub auf dem leeren Papier erzeugt wird. Tabelle 4

Beispiele B-1 bis B-9 und Vergleichsbeispiele B-1 und B-2

100 Gew.-Teile eines Harzbindemittels und eines schwarzen Farbmittels wie in Tabelle 5 gezeigt, 1 Gew.-Teil eines Ladungseinstellmittels "S-34" (in Handel erhältlich von Orient Chemical Co., Ltd.) und 1 Gew.-Teil "Carnauba Wax Nr. 1" (im Handel erhältlich von K. K. Kato Yoko) wurden mit einem Henschel-Mischer vorgemischt Danach wurde das Gemisch mit einem Doppelschneckenextruder schmelzgeknetet abgekühlt, pulverisiert und klassiert, wobei ein Pulver mit einem Volumenmittel dei Teilchengröße von 10 µm erhalten wurde.
Zu 100 Gew.-Teilen des erhaltenen Pulvers wurden 0,5 Gew.-Teile eine hydrophoben Siliciumdioxids "R-972" (im Handel erhältlich von Nippon Aerosil) mit einem Henschel-Mischer gemischt und angehaftet, wobei ein Toner erhalten wurde. Der Erweichungspunkt des Toners ist in Tabelle 5 gezeigt. Der erhaltene Toner wurde den Testbeispielen B-1 und B-2 unterzogen. Tabelle 5

Testbeispiel B-1

Der erhaltene Toner wurde in eine Einkomponenten-Entwicklungsvorrichtung "Microline 703N-3" (im Handel erhältlich von Oki Data Corporation) eingebracht. Ein Kopiertest wurde mit einem Schwarzfärbungsverhältnis von 25% und ein kontinuierliches Drucken von 100000 Bögen unter Verwendung eines kontinuierlich zugeführten Papiers mit 11 × 18 Zoll (27,94 cm × 45,72 cm) durchgeführt. Es wurde optisch untersucht, ob Tonerhaftung auf einer Fixierwalze erzeugt wurde oder nicht, und dabei die Verunreinigung des fixierten Bilds untersucht. Die Zahl der bedruckten Bögen, in denen eine Bildverunreinigung erzeugt wurde, wurde als Index der Haltbarkeit verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Testbeispiel B-2

Zur Untersuchung der Wärmefixierbarkeit im Einzelnen wurde ein Entwickler in einem Kopierer eingefüllt (modifizierte Vorrichtung eines Kopierers, im Handel erhältlich von Sharp Corporation, SF 9800; amorpher Selenphotoleiter; Fixierwalze mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 325 mm/s, Einstellungen, um variierbare Temperaturen der Fixierwalze in der Fixiervorrichtung zu haben, und Ölaufbringvorrichtung daraus entfernt). Unter sequentiellem Erhöhen der Temperatur der Fixierwalze von 90 auf 240°C wurde das Bilddrucken durchgeführt, um die niedrigste Fixiertemperatur und die Temperatur der Erzeugung eines Wärme-Offsets wie in Testbeispiel A-2 beschrieben zu bestimmen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammen mit dem Temperaturbereich der Fixierung, erhalten aus dem Unterschied zwischen der niedrigsten Fixiertemperatur und der Temperatur der Erzeugung des Wärme-Offsets, gezeigt. Tabelle 6
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist zu erkennen, dass die Toner der Beispiele eine hohe Temperatur des Wärme-Offsets trotz einer geringen niedrigsten Fixiertemperatur, d. h. einen breiten Temperaturbereich der Fixierung, aufweisen und eine ausgezeichnete Haltbarkeit, verglichen mit den Tonern der Vergleichsbeispiele, haben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Toner zur elektrostatischen Bildentwicklung bereitgestellt werden, der einen breiten Temperaturbereich der Fixierung und eine geringe niedrigste Fixiertemperatur und eine ausgezeichnet in der Haltbarkeit aufweist.

Claims

1. Toner für die elektrostatische Bildentwicklung, umfassend:
einen Polyester mit hohem Erweichungspunkt mit einem Erweichungspunkt von 120°C oder mehr und 170°C oder weniger;
einen Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt mit» einem Erweichungspunkt von 80°C oder mehr und weniger als 120°C; und
ein Verbundoxid von zwei oder mehr Metallen, wobei das Verbundoxid eine spezifische Oberfläche nach BET von 7 m²/g oder mehr aufweist.

2. Toner nach Anspruch 1, wobei der Polyester mit hohem Erweichungspunkt ein Harz ist, das unter Verwendung von Monomeren, die ein dreiwertiges oder höher mehrwertiges Monomer in einer Menge von 0,05 bis 40 mol-% des gesamten Monomers umfassen, erhalten wird und wobei sowohl der Polyester mit hohem Erweichungspunkt als auch der Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt ein amorpher Polyester mit einer Säurezahl von 1 bis 80 mg KOH/g ist.

3. Toner nach Anspruch 1, wobei das Metall des Verbundoxids mindestens ein Vertreter ist, ausgewählt aus Titan (Ti), Vanadium (V), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Cobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Aluminium (Al) und Silicium (Si).

4. Toner nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis des Polyesters mit hohem Erweichungspunkt zum Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt 5/95 bis 95/5 beträgt.

5. Toner nach Anspruch 1, wobei der Unterschied in den Erweichungspunkten zwischen dem Polyester mit hohem Erweichungspunkt und dem Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt 10°C oder mehr beträgt.

6. Toner nach Anspruch 1, wobei der Unterschied zwischen dem Erweichungspunkt und dem Glasübergangspunkt sowohl bei dem Polyester mit hohem Erweichungspunkt als auch bei dem Polyester mit niedrigem Erweichungspunkt 20°C oder mehr beträgt.

7. Toner nach Anspruch 1, wobei das Verbundoxid eine mittlere Teilchengröße von 5 nm bis 1 µm aufweist.

8. Toner nach Anspruch 1, wobei das Verbundoxid in einer Menge von 30 Gew.- Teilen oder weniger, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Gesamtmenge des Polyesters mit hohem Erweichungspunkt und des Polyesters mit niedrigem Erweichungspunkt, enthalten ist.